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Francisco Fabregat SantiagoInstitute of Advanced Materials (INAM)
Universitat Jaume I
Castelló de la Plana
TECH4CV: 2.4 Materiales avanzados y nanotecnologías
València 19-12-18
Nuevas aplicaciones cerámicas y electrocatalíticas
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Institute of Advanced Materials
Juan Biquert Germà
Garcia-Belmonte
Sixto GimènezIvan Mora-SeróFrancisco
Fabregat-Santiago
Eduardo Peris
Beatriz Julián Macarena
Poyatos-LorenzoJose Mata
Sección Física Sección Química
www.inam.uji.es
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Institute of Advanced Materials
Lineas de Investigación:
Tecnologias Fotovoltaicas
Perovskita
Colorante y QD
Orgánicas
nanotubos de TiO2
Fototocatálisis
Catálisis homogénea
Materiales
Óptica no lineal
Baterías
LEDs
Sensores
Dispositivos emisores
de luz (QD-LED)
Célula solar de
colorante
Diseño molecular para
reconocimiento selectivo
Células solares de
perovskita
Proyectos aplicados
1- Funcionalización materiales cerámicos
2- Electrodos catalíticos para nuevas aplicaciones industriales
Funcionalización materiales cerámicos
Depósito de recubrimientos de alta
conductividad y contactos.
Es la base para aplicaciones eléctricas
Depósito de capas electroactivas para
actuadores (teclados, controladores)
con larga vida útil
Objetivos: añadir funcionalidades eléctricas y optoelectrónicas a los
recubrimientos cerámicos
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3 4 Capas fotoactivas
para firmas anticopia
Funcionalitzación materiales cerámicos
Azulejos emisores de luz
Crecimiento de materials optoelectrònicos sobre soportes cerámicos para
Azulejos fotovoltaicos
Economia del Hidrogeno
Pilas de combustibleProductos Químicos Coche de H2
Electrodos catalíticos
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• Materiales para fuel solar
– Óxidos metálicos nanoestructurados (TiO2, Fe2O3, WO3, BiVO4)
– Heteroestructuras funcionalizadas con QD (CdSe, CdS, PbS)
– Co-catalisis (Co-Pi, IrOx, grafeno)
– Materials Orgánicos (BHJ)
– Efectos optoelectrónicos avanzados (conversión espectroscópica y plasmones)
Co-Pi, IrOxTiO2 Fe2O3
CdSe-TiO2
Electrodos catalíticos
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• Desarrollo de dispositivos
– Fotoelectroquímicos
– Valorización de residuos (fuel o metales)
R. Trevisan et al., J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 141-146
V. Gonzalez-Pedro et al., J. Phys. Chem. C. 2014, 118, 891−895
Electrodos catalíticos
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Evolución precio paneles solares
(curva de aprendizaje)
Photovoltaics report, Fraunhofer Institute. Aug 2018.
Added capacity 2017:
Thin film 4.5 GWp
Poly-Si 60.8 GWp
Mono-Si 32.2 GWp
Electrodos catalíticos
Desarrollo de (foto)electrodos catalíticos para nuevas aplicacions industriales.
Alta intensidad: >2kA/m2
• Matriz metálica
(p.e. Ti,…)
+
• Catalizador(p. e. Ni,… )
Aplicaciones
• Descontaminación:
• Tratamiento de aguas residuales
• Eliminación nitratos aguas subterráneas
• Recuperación de metales pesados de efluentes industriales
• Producción de combustibles (H2, CH4, syngas, ac. fórmico...)
• (Foto)electrosíntesis selectiva de compuestos orgánicos
Prototipo: area 100 cm2
Electrodos catalíticos
La tecnologia actual está basada en alkanos
P. Wasserscheid et at. Acc. Chem. Research 2017, 50 (1), 74–85
http://www.hydrogenious.net/en/home/Proceso de deshidrogenación a T = 300 ºC 12
Liquid Organic Hydrogen Carriers (LOHC)
Catalyst
El almacenamiento de hidrógeno como
gas es complejo.
Se puede almacenar enlazandolo a líquidos
orgánicos mediante reacciones reversibles
Electrodos catalíticos
Uso de catalizadores para almacenar y liberar el hidrogeno en silanos
Rápida producción de hidrógeno (30 s a 1 min)
Funcionamiento a baja temperatura ( -25 ºC)
Ventajas
Control catalítico de la liberación del H2
Aplicaciones
Electrodos catalíticos
Procedimiento para la producción y almacenamiento de hidrógeno mediante deshidrogenación catalítica
Número de patente: ES 2651161 B2, PCT solicitada: 30/07/2018
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Agradecimientos
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